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Hallo

Leider geht aus keinem Lehrbuch oder Dokumentation hervor, ob ein Metallkäfig welcher aus mehreren elektrisch getrennten Metallelementen gebildet wird, auch einen faradayschen Käfig erzeugt, wenn die einzelnen Metallelemente mit einem Abstand von maximal einem Millimeter (1 mm) getrennt sind.

Kann jemand genauere Angaben machen?

André

» Hallo
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» Leider geht aus keinem Lehrbuch oder Dokumentation hervor, ob ein
» Metallkäfig welcher aus mehreren elektrisch getrennten Metallelementen
» gebildet wird, auch einen faradayschen Käfig erzeugt, wenn die einzelnen
» Metallelemente mit einem Abstand von maximal einem Millimeter (1 mm)
» getrennt sind.
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» Kann jemand genauere Angaben machen?

Nein, kann ich nicht. Ich melde mich mit einer Zusatzfrage, die vielleicht auch ein HF-Techniker genau beantworten kann.

Dort wo ich früher arbeitete, hatte es ein Faraday-Käfig, dessen Wände aus Metallgittern bestanden, jedoch einen Abstand von schätzometrisch etwa 1cm hatten.

Die Abschirmung war perfekt. Bei geschlossener Türe (gleich ausgestattet wie die Wände) konnte man einen starken UKW-Sender mit einer Sendeleistung von 50 kW aus einer Distanz von etwa 4 Km mit direktem Sichtkontakt nicht mehr empfangen. Nur noch sauberes Rauschen.

Also die Frage wäre: Was bringt es zwei Metallgitter in etwa 1 cm Abstand in Bezug auf die Signaldämpfung?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

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» » Metallkäfig welcher aus mehreren elektrisch getrennten Metallelementen
» » gebildet wird, auch einen faradayschen Käfig erzeugt, wenn die einzelnen
» » Metallelemente mit einem Abstand von maximal einem Millimeter (1 mm)
» » getrennt sind.
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» » Kann jemand genauere Angaben machen?

Das Prinzip des Faradayschen Käfigs beruht doch darauf, daß gleichgeladene Ladungsträger sich gegenseitig abstoßen. Daher verteilen sie sich bei einem elektrisch verbundenen Käfig so, daß sie den größtmöglichen Abstand voneinander haben. Sie sammeln sich also auf der außenliegenden Oberfläche. Im Inneren kann es kein elektrisches Feld geben, denn es würden solange Ausgleichsströme fließen, bis es ausgeglichen wäre. Solche Ausgleichsströme können im betrachteten Fall nicht fließen, da die Platten gegeneinander isoliert sind. Bei sehr hoher Spannung, z.B. einem Blitzeinschlag, wird der 1mm natürlich überwunden, so daß dann doch wieder Ströme fließen.

» Also die Frage wäre: Was bringt es zwei Metallgitter in etwa 1 cm Abstand
» in Bezug auf die Signaldämpfung?

Da müsste ich nochmal eines der alten Physikbücher zu Rate ziehen. Ich meine es gibt ein optisches Gesetz, das den Gitterabstand mit der Wellenlänge in Beziehung setzt. Als Hypothese würde ich mal ganz vorsichtig in den Raum stellen, daß die Wellenlänge des Signals kleiner als der Gitterabstand sein muß, damit das Gitter durchdrungen werden kann.

Hallo MiD,

» » » Leider geht aus keinem Lehrbuch oder Dokumentation hervor, ob ein
» » » Metallkäfig welcher aus mehreren elektrisch getrennten Metallelementen
» » » gebildet wird, auch einen faradayschen Käfig erzeugt, wenn die
» einzelnen
» » » Metallelemente mit einem Abstand von maximal einem Millimeter (1 mm)
» » » getrennt sind.
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» Das Prinzip des Faradayschen Käfigs beruht doch darauf, daß gleichgeladene
» Ladungsträger sich gegenseitig abstoßen. Daher verteilen sie sich bei einem
» elektrisch verbundenen Käfig so, daß sie den größtmöglichen Abstand
» voneinander haben. Sie sammeln sich also auf der außenliegenden Oberfläche.
» Im Inneren kann es kein elektrisches Feld geben, denn es würden solange
» Ausgleichsströme fließen, bis es ausgeglichen wäre. Solche Ausgleichsströme
» können im betrachteten Fall nicht fließen, da die Platten gegeneinander
» isoliert sind. Bei sehr hoher Spannung, z.B. einem Blitzeinschlag, wird der
» 1mm natürlich überwunden, so daß dann doch wieder Ströme fließen.

Da komme ich jetzt nicht mit....

Ich erinnere mich nicht an Platten. Ich erinnere mich nur an die Gitterwände und das waren nicht Gittersegmente, die voneinander isoliert sind.

» » Also die Frage wäre: Was bringt es zwei Metallgitter in etwa 1 cm
» Abstand
» » in Bezug auf die Signaldämpfung?
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» Da müsste ich nochmal eines der alten Physikbücher zu Rate ziehen. Ich
» meine es gibt ein optisches Gesetz, das den Gitterabstand mit der
» Wellenlänge in Beziehung setzt. Als Hypothese würde ich mal ganz vorsichtig
» in den Raum stellen, daß die Wellenlänge des Signals kleiner als der
» Gitterabstand sein muß, damit das Gitter durchdrungen werden kann.

Dann trifft das auf meinen genannten UKW-Radiotest zu, weil die Wellenlänge liegt bei UKW im Bereich von 100 MHz mit der Wellenlänge von 3 Meter. Es bräuchte recht hochfrequente Mikrowelle um das Gitterraster zu durchdringen.

Ich erinnere mich noch an eine ganz andere spezielle Situation. Ich hatte viel zu tun mit der Entwicklung und dem Bau von elektromyographischen Messgeräten (EMG). Die Frequenzen liegen dabei im niederfrequenten Bereich, etwa vergleichbar mit der Akustik.

Die Messungen (EMG intramuskulär) wurden zunehmend gestört durch Mobilfunksignale. Auch mit korrekter Abschirmung von Gerät und Leitungen (Guard-Driving) wirkt der Mensch noch immer als Empfangsantenne.

Störquelle war das 207Hz-Pulsieren der hochfrequenten Mikrowellenfrequenz, u.a. auch nicht weit entfernte amplitiudenmodulierte HF-Quellen störten.

Man zügelte, als man die Schnauze voll hatte von diesem Problem, in einen alten riesengrossen Klimaschrank, bestehend aus einem geschlossenen und geerdeten Metallgehäuse. Das wirkte total und man konnte störungsfrei wunderbar messen.

Ich weiss von einer Uniklinik, die einen Raum hat, der vollständig ein Farady-Käfig ist für genau solche und andere elktromedizinische Messungen. Das "verrückteste" das es gibt, ist ERG (Elektro-Retino-Graphie).

Aus dem Wiki für Interessierte: Das Elektroretinogramm (ERG) ist ein diagnostisches Hilfsmittel zur Untersuchung der Netzhautfunktion. Dabei werden Lichtreize appliziert und die darauf von der Netzhaut gebildeten elektrischen Potenziale mittels mehrerer Elektroden aufgezeichnet.

Ich habe da soeben noch was mit Google-Bild gefunden und das sieht doch so ziemlich sicher nach geschlossenem Metallgehäuse (keine getrennten Platten) aus:
. . . . . https://ips-jaissle.de/faradaykaefige.html

--
Gruss
Thomas

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» Da komme ich jetzt nicht mit....
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» Ich erinnere mich nicht an Platten. Ich erinnere mich nur an die
» Gitterwände und das waren nicht Gittersegmente, die voneinander isoliert
» sind.

Das bezog sich auf die Ursprungsfrage von Andre nach einem Metallkäfig mit isolierten Platten

» Hallo
Hallo,
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» Metallkäfig welcher aus mehreren elektrisch getrennten Metallelementen
» gebildet wird, auch einen faradayschen Käfig erzeugt, wenn die einzelnen
» Metallelemente mit einem Abstand von maximal einem Millimeter (1 mm)
» getrennt sind.

Leider geht aus Deiner Frage nicht hervor, was der Faradaysche Käfig in Deinem Fall genau bewirken soll.

Beispiel: Ein PKW kann unter dem Gesichtspunkt des Blitzschutzes als Faradayscher Käfig betrachtet werden. Aber Du kannst in einem PKW durchaus das Handy benutzen, hier ist die Wirkung dieses fahrbaren Faradayschen Käfigs eher gering.
Ein Mikrowellenofen funktioniert wie ein umgegehrter Faradayscher Käfig - Da werden aufgrund der hohen Frequenzen selbst kleinste "Lecks" mit HF-Dichtungen z.B. in den Türfugen verhindert. Gegen sich langsam ändernde Magnetfelder kann der Faradaysche Käfig nichts ausrichten - ein Kompass wird dort also immer funktionieren. Magnetische Wechselfelder (also auch HF) werden durch Wirbelstromverluste mehr oder weniger stark gedämpft - das unterscheidet sich von der Wirkungsweise im Falle eines Blitzschlages.
Die Fugen zwischen Deinen Platten können evtl. zu vernachlässigen sein, allerdings sollten die Platten elektrisch miteinander Verbunden sein.
Deine Frage ist also nur zu beantworten, wenn bekannt ist, vor welcher Einwirkung der Faradaysche Käfig schützen soll, dazu gehören auch Feldstärkeangaben, da (Beispiel PKW) nicht grundsätzlich 100%er Schutz gegeben ist.

Grundsätzlich sollte dies Deine Frage beantworten:
Aus Wikipedia:
Der faradaysche Käfig (auch Faradaykäfig) ist eine allseitig geschlossene Hülle aus einem elektrischen Leiter (z. B. Drahtgeflecht oder Blech), die als elektrische Abschirmung wirkt. Bei äußeren statischen oder quasistatischen elektrischen Feldern bleibt der innere Bereich infolge der Influenz feldfrei. Bei zeitlich veränderlichen Vorgängen wie elektromagnetischen Wellen beruht die Abschirmwirkung auf den sich in der leitfähigen Hülle ausbildenden Wirbelströmen, die dem äußeren elektromagnetischen Feld entgegenwirken. Statische oder langsam variierende Magnetfelder (wie das Erdmagnetfeld) werden durch einen faradayschen Käfig nicht abgeschirmt.

"allseitig geschlossen" gilt also für Drahtgeflecht oder Blech.... Das Drahtgeflecht hat ja "Löcher", aber der Draht muss insgesamt elektrisch "geschlossen" sein.
»
Grüsse
Hartwig

» Dort wo ich früher arbeitete, hatte es ein Faraday-Käfig, dessen Wände aus
» Metallgittern bestanden, jedoch einen Abstand von schätzometrisch etwa 1cm
» hatten.
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» Die Abschirmung war perfekt. Bei geschlossener Türe (gleich ausgestattet
» wie die Wände) konnte man einen starken UKW-Sender mit einer Sendeleistung
» von 50 kW aus einer Distanz von etwa 4 Km mit direktem Sichtkontakt nicht
» mehr empfangen. Nur noch sauberes Rauschen.
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» Also die Frage wäre: Was bringt es zwei Metallgitter in etwa 1 cm Abstand
» in Bezug auf die Signaldämpfung?

Je kurzwelliger die Frequenz, desto engmaschiger muss das Gitter sein.
Will man zB einen UKW Radiosender mit einer Sendefrequenz von rund 100 MHz schirmen, reicht wohl eine Maschenweiter von 10mm schon recht weit.
Will man jedoch ein WLAN von 5 GHZ schirmen, hilft eine 10mm Maschenweite nicht mehr gross und muss verkleinert werden.

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» Je kurzwelliger die Frequenz, desto engmaschiger muss das Gitter sein.
» Will man zB einen UKW Radiosender mit einer Sendefrequenz von rund 100 MHz
» schirmen, reicht wohl eine Maschenweiter von 10mm schon recht weit.

und wieviel dB sind "reicht" ???
mach einfach mal einen Versuch!

» Will man jedoch ein WLAN von 5 GHZ schirmen, hilft eine 10mm Maschenweite
» nicht mehr gross und muss verkleinert werden.